動(dòng)力電池正極材料安全性綜述

1、動(dòng)力鋰電池正極材料綜述動(dòng)力鋰電池正極材料綜述一、電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的要求一、電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的要求從宏觀上來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展中需要做到從宏觀上來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展中需要做到“由少到由少到多”和“由多到少由多到少”的兩個(gè)變化。的兩個(gè)變化。所謂所謂“由少到多由少到多”，指的是要求動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力能源，指的是要求動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力能源中所占的比重，應(yīng)該逐步增加。也就是說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)中所占的比重，應(yīng)該逐步增加

2、。也就是說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)二、動(dòng)力電池對(duì)電池正極材料的要求二、動(dòng)力電池對(duì)電池正極材料的要求三、幾種動(dòng)力電池正極材料的比較三、幾種動(dòng)力電池正極材料的比較1、材料的化學(xué)特性。熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、導(dǎo)電特性。、材料的化學(xué)特性。熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、導(dǎo)電特性。2、材料的技術(shù)成熟度。、材料的技術(shù)成熟度。3、材料的成本。、材料的成本。4、材料的批量生產(chǎn)可行性。、材料的批量生產(chǎn)可行性。錳酸鋰材料錳酸鋰材料錳酸鋰是尖晶石的晶體結(jié)構(gòu)，具有三維隧道結(jié)構(gòu)，是三維鋰

3、離錳酸鋰是尖晶石的晶體結(jié)構(gòu)，具有三維隧道結(jié)構(gòu)，是三維鋰離子導(dǎo)體。子導(dǎo)體。尖晶石型尖晶石型LixMn2O4中Mn2O4骨架是一個(gè)利于骨架是一個(gè)利于Li擴(kuò)散的四面擴(kuò)散的四面體晶格體晶格8a和八面體晶格和八面體晶格16c共面而構(gòu)成的互通的三維離子通道。共面而構(gòu)成的互通的三維離子通道。中保持不變。這類(lèi)正極化合物主要有中保持不變。這類(lèi)正極化合物主要有LICooZ、LINioZ、Li[NiCoMnloZ、LIMnZo以及以及LIFePO等，負(fù)等，負(fù)

4、極主要有碳材料、金屬氧化物，多元鋰合金等。極主要有碳材料、金屬氧化物，多元鋰合金等。具有尖晶石結(jié)構(gòu)的具有尖晶石結(jié)構(gòu)的LIMnZO4，為，為F辦m立方晶系，氧離子為立方晶系，氧離子為面心立方密堆積，其晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖面心立方密堆積，其晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1一2所示。每個(gè)錳酸鏗所示。每個(gè)錳酸鏗晶胞中包含晶胞中包含8個(gè)LIN山204分子，其中含有分子，其中含有8個(gè)鏗離子，個(gè)鏗離子，16個(gè)錳離個(gè)錳離子，子，32個(gè)氧離子。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)學(xué)理論，在球

5、的最密堆積中四面體個(gè)氧離子。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)學(xué)理論，在球的最密堆積中四面體空隙數(shù)為球數(shù)的空隙數(shù)為球數(shù)的2倍，八面體空隙數(shù)與球數(shù)一致，所以一個(gè)尖晶石倍，八面體空隙數(shù)與球數(shù)一致，所以一個(gè)尖晶石LIMn204晶胞由晶胞由32個(gè)氧離子構(gòu)成面心立方最密堆積，形成了個(gè)氧離子構(gòu)成面心立方最密堆積，形成了64個(gè)四面體空隙和四面體空隙和32個(gè)八面體空隙。個(gè)八面體空隙。8個(gè)鏗離子占據(jù)了四面體空隙個(gè)鏗離子占據(jù)了四面體空隙(sa)的18，16個(gè)錳離子占據(jù)了八面體空

6、隙個(gè)錳離子占據(jù)了八面體空隙(16d)的12，其中，其中Mn3十，十，和Mn4十各占十各占1半，剩余的半，剩余的56個(gè)四面體空隙個(gè)四面體空隙(8b及48f)和16個(gè)八個(gè)八面體空隙面體空隙(16c)為全空。因而為全空。因而LIMn204中的中的【Mn」204框架為鏗離框架為鏗離子的脫嵌提供了一個(gè)由四面體和八面體框架構(gòu)成的三維隧道結(jié)構(gòu)，子的脫嵌提供了一個(gè)由四面體和八面體框架構(gòu)成的三維隧道結(jié)構(gòu)，在電化學(xué)反應(yīng)中，鏗離子能夠在這些空腔中快速遷移，因

7、此材料具在電化學(xué)反應(yīng)中，鏗離子能夠在這些空腔中快速遷移，因此材料具有能夠承受大電流充放的特征。充電時(shí)，銼離子從有能夠承受大電流充放的特征。充電時(shí)，銼離子從sa位置脫出，位置脫出，Mn3Mn升比例變小，最后變成補(bǔ)升比例變小，最后變成補(bǔ)MnoZ，只，只氧化溫度是指材料發(fā)生氧化還原放熱反應(yīng)的溫度是衡量材料氧化能力的重要指標(biāo)溫度越高表明其氧化能力越弱。下表列出了主要的四種正極材料的氧化放熱穩(wěn)定:從表中可以看出鈷酸鋰(包括鎳鈷錳酸鋰)很活潑具有很